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EP0451464A2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung des Schweissstromes bzw. der Schweissleistung in Abhängigkeit von der Schweissgeschindigkeit - Google Patents

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung des Schweissstromes bzw. der Schweissleistung in Abhängigkeit von der Schweissgeschindigkeit Download PDF

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Publication number
EP0451464A2
EP0451464A2 EP91102241A EP91102241A EP0451464A2 EP 0451464 A2 EP0451464 A2 EP 0451464A2 EP 91102241 A EP91102241 A EP 91102241A EP 91102241 A EP91102241 A EP 91102241A EP 0451464 A2 EP0451464 A2 EP 0451464A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
welding
actuator
circuit arrangement
current
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91102241A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0451464B1 (de
EP0451464A3 (en
Inventor
Rainer Brünn
Wolfram Klebl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kabelmetal Electro GmbH
Original Assignee
Kabelmetal Electro GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4011647A external-priority patent/DE4011647A1/de
Priority claimed from DE4014275A external-priority patent/DE4014275A1/de
Application filed by Kabelmetal Electro GmbH filed Critical Kabelmetal Electro GmbH
Publication of EP0451464A2 publication Critical patent/EP0451464A2/de
Publication of EP0451464A3 publication Critical patent/EP0451464A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0451464B1 publication Critical patent/EP0451464B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
    • B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073—Stabilising the arc

Definitions

  • the present invention relates to a method and a circuit arrangement for regulating the welding current or the welding power as a function of the welding speed in welding devices for continuous longitudinal seam welding to metal tubes formed into a tube.
  • a circuit arrangement (DE-OS 19 00 856) is already known, in which the electrodes of a welding device are influenced from a voltage source via a transformer, an actuator adjusting the welding current and a speed-dependent tachometer generator. Means are provided for regulating the level of the welding current as a function of the supply voltage, the electrode spacing and as a function of the supply voltage, the electrode spacing and as a function of temperature fluctuations.
  • the actual welding current value is measured continuously and the actuator is influenced by means of a feedforward control with even the slightest fluctuations, so that the welding current intensity corresponds to the given requirements.
  • the control can be carried out at short notice, so that fluctuations in the supply voltage, the electrode spacing or temperature changes with respect to the Do not make the welding current noticeable, but the welding current strength always receives the value that is required for welding through the weld seam.
  • the invention is therefore based on the object of bringing about a welding current control or a regulation of the welding power when it comes to a laser welding device as a function of the production speed, which ensures problem-free welding of any metals and metal strips of different strip thicknesses with an optimal welding current shape.
  • a speed-dependent voltage value is added to an adjustable fixed voltage value.
  • Setting a fixed tension value for example depending on the selected strip thickness, causes one Zero point shift in the current-speed diagram, while the addition of the speed-dependent voltage value leads to the welding current or welding load characteristic curve beginning at the respective zero point. This measure enables the selection of any current or power values depending on the welding speed, the adaptation to any welding conditions is possible.
  • a circuit arrangement has proven to be expedient in the case of a direct-current arc welding device in which the welding electrodes are fed from a voltage source via a transformer, an actuator which adjusts the welding current and rectifier elements, and the actuator is influenced by a speed-dependent tachometer generator which is connected to a controller.
  • a speed-dependent tachometer generator which is connected to a controller.
  • an adjustable fixed voltage source is connected in series with the tachometer generator.
  • the tachometer generator provides the speed-dependent voltage of z. B. 0-20 V
  • the adjustable fixed voltage source such as any step switch, provides a base voltage value of 0-10 V.
  • the voltage values added in a corresponding circuit are then fed to one input of a welding current regulator, while the actual welding current value coming from the current transformer is input at the other input.
  • a target / actual value comparison in the welding current controller then leads to the required welding current at the output.
  • the welding electrodes from a voltage source via a transformer, the one Actuator setting welding current and rectifier elements are fed, the actuator being influenced by a welding speed-dependent tachometer generator which is connected to a controller.
  • the tachogenerator and a fixed voltage source are connected with their outputs separately to the inputs of a summing amplifier, the output of which acts on an input of the welding current regulator, while a further input of this regulator is connected to the direct current converter.
  • a further improvement in the welding current control is ensured in that a voltage divider is provided between the output of the tachometer generator and the input of the summing amplifier. With its help, the inclination of the welding current characteristic can be adjusted.
  • the object of the invention by reducing the ripple of the welding current, optimal conditions for welding metal strips formed into tubes
  • a welding current control in which the welding electrodes are fed from a voltage source via a transformer, an actuator adjusting the welding current and rectifier elements and the actuator is influenced by a welding speed-dependent tachometer generator, which is connected to a controller, to the measure that the actuator is a thyristor rectifier arrangement, which is controlled via a downstream transistor unit controlled by the controller.
  • the advantage of short control times, which result from the use of the transistors, is used when applying the invention.
  • the thyristor rectifier arrangement is controlled in such a way that the voltage drop across the transistors and the consequent loss line are kept to a minimum.
  • 1 denotes the supply voltage source, which can be, for example, the 50 Hz AC network.
  • the transformer 2 is connected to the voltage source 1 and is connected to the thyristor 3 on the secondary side.
  • a DC converter 5 is connected between the electrodes (4) of the welding device (not shown) and the thyristor 3 (+) and (-), from which a voltage corresponding to the actual value of the welding current can be tapped on the secondary side.
  • the controller 6 receives its energy supply via a power pack, not shown.
  • the thyristor rectifier arrangement 3 is again impermeable to current at each zero crossing of the voltage and must then be fired again in each case.
  • This ignition takes place by the controller 6, which sets the time of ignition of the thyristor 3 sooner or later depending on the circumstances, so that correspondingly more or less current reaches the welding electrodes 4.
  • This control of the thyristor unit 3 by the controller 6 does not take place directly, but, as shown, via the transistor unit 7, which is connected downstream of the thyristor rectifier arrangement 3 but has a feedback 8 to it, with the aid of which the thyristor arrangement 3 is connected via a control amplifier 9 is controlled so that the voltage drop across the transistors 7 and thus their power loss can be kept to a minimum.
  • the controllability is further improved and there is a substantial reduction in the ripple of the welding current even at high take-off speeds reached.
  • a further improvement can be achieved in that, as can be seen from FIG. 1, a filter element 10 is arranged between the thyristor rectifier arrangement 3 and the downstream transistor unit 7.
  • the regulator 6 is acted upon by a voltage which is composed of an adjustable fixed voltage value and a speed-dependent voltage value.
  • an additive circuit comprising the tachometer generator 11 and a voltage source 13 which can be set via the resistor 12 is provided.
  • the voltage value resulting from the switching elements 11 and 13 is passed to the controller 6, which is connected to the DC converter 5 and receives the actual DC value from there, which is then compared with the voltage value supplied by the tachometer generator 11 and the adjustable voltage source 13 and for regulation is used.
  • FIG. 2 Deviating from the embodiment shown in FIG. 1, an arrangement is shown in FIG. 2, in which the z. B. six-pulse thyristor rectifier arrangement 3 is replaced by a twelve-pulse arrangement 14. Accordingly, the transformer 16 fed by the supply voltage source 15 is also equipped with a second secondary winding. All other switching elements of the circuit arrangement according to the invention correspond to those as have been used in FIG. 1 for carrying out the invention.
  • 21 denotes the supply voltage source, which is, for example, the 50 Hz AC network connected, which is connected to the thyristor 23 on the secondary side.
  • a direct current converter 25 is connected between the electrodes (24) of the welding device and the thyristor (23), from which a voltage corresponding to the actual value of the welding current can be tapped on the secondary side.
  • the controller 26 receives its energy supply from the power supply unit 27. As already mentioned above, the thyristor 23 becomes impermeable to current at each zero crossing of the voltage and must then be fired again. This ignition is carried out by the controller 26, which sooner or later sets the time of the ignition of the thyristor 23 depending on the circumstances, so that correspondingly more or less current reaches the welding electrodes 24.
  • the controller 26, in whose place the input of a laser can also take place, is subjected to a voltage which results from an adjustable fixed voltage value and a speed-dependent voltage value.
  • an addition circuit comprising the tachometer generator 28 and the adjustable voltage source 29 is provided.
  • the voltage value determined from 28 and 29 is passed to the controller 26, which is connected to the direct current converter 25 and receives the actual welding current value from there, which is then compared with the voltage value supplied by the tachometer generator 28 and the adjustable voltage source 29 and used for regulation .
  • the DC converter 25 can also be formed by a shunt with a downstream isolation amplifier.
  • a summing amplifier 30 of a commercially available type is used to add the two voltage values.
  • the output of a summing amplifier is with the becomes.
  • the output of a summing amplifier is connected to one input of the controller 26 or to the input z.
  • B. a controllable high-frequency generator that controls the output power of a welding laser while the other input is connected to the current transformer 25.
  • the fixed voltage value required for the addition is supplied from the adjustable voltage source 31 to the one input of the summing amplifier 30, the respective voltage value being set by the voltage divider 32.
  • the speed-dependent value is supplied by the tachometer generator 33, the steepness of the speed-dependent characteristic curve being adjustable by the step switch 34.
  • FIG. 5 The operation of the circuits described in FIGS. 3 and 4 is shown in FIG. 5 in a diagram.
  • the welding current in A is plotted against the welding speed in m / min.
  • the permanently adjustable voltage value supplied to the summing amplifier 30 leads to a certain base current, a change in this voltage value leads, as can be seen from the figure, to a parallel shift of the zero point in the direction of the current axis or to a corresponding parallel shift of the curve family C. It is essential for the invention further that the inclination of the family of curves 30 can be changed by the step switch 34 connected upstream of the tachometer generator 33, so that depending on the requirements, depending on the welding speed, it is possible to run with smaller or larger welding current strengths per unit of time.

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Abstract

Zur Regelung des Schweißstromes bzw. der Schweißleistung in Abhängigkeit von der Schweißgeschwindigkeit bei Schweißeinrichtungen zur kontinuierlichen Längsnahtverschweißung zum Rohr geformter Metallbänder wird zu einem einstellbaren Festspannungswert ein geschwindigkeitsabhängiger Spannungswert addiert. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung zur Regelung des Schweißstromes bzw. der Schweißleistung in Abhängigkeit von der Schweißgeschwindigkeit bei Schweißeinrichtungen zur kontinuierlichen Längsnahtverschweißung zum Rohr geformter Metallbänder.
  • Bekannt ist bereits eine Schaltungsanordnung (DE-OS 19 00 856), bei welcher die Elektroden einer Schweißeinrichtung aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied und einen geschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator beeinflußt werden. Dabei sind Mittel zur Regelung der Höhe des Schweißstromes in Abhängigkeit von der Speisespannung, dem Elektrodenabstand sowie in Abhängigkeit von der Speisespannung, dem Elektrodenabstand sowie in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen vorgesehen. Bei einer solchen Regelschaltung für die Gleichstromschweißung wird der Schweißstrom-Istwert ständig gemessen und mittels einer Störgrößenaufschaltung bei schon geringsten Schwankungen das Stellglied beeinflußt, so daß die Schweißstromstärke den jeweils gegebenen Anforderungen entspricht. Die Regelung kann hierbei kurzfristig vorgenommen werden, so daß sich Schwankungen der Speisespannung, des Elektrodenabstandes oder auch Temperaturveränderungen bezüglich des Schweißstromes nicht bemerkbar machen, sondern die Schweißstromstärke immer den Wert erhält, welcher zur Durchschweißung der Schweißnaht jeweils erforderlich ist.
  • Schwierigkeiten ergeben sich jedoch dann, wenn erhöhte Fertigungsgeschwindigkeiten verlangt werden und unterschiedliche Metalle bzw. Bandstärken zum Einsatz kommen. Hohe Fertigungsgeschwindigkeiten lassen nämlich den störenden Einfluß der Welligkeit des Schweißstromes ansteigen, so daß nicht mehr gewährleistet ist, daß mit bekannten Regeleinrichtungen einwandfreie Schweißnähte hergestellt werden können.
  • Um hier Abhilfe zu schaffen, könnte man zwar Siebglieder in den Regelkreis einbauen, einer wesentlichen Vergrößerung solcher Siebketten sind jedoch aufgrund der Zeitkonstanten des Regelkreises Grenzen gesetzt. Auch der Ersatz bekannter Stellglieder, beispielsweise durch Transistoren, bringt nicht immer den gewünschten Effekt bzw. macht zusätzliche Aufwendungen erforderlich, z. B. dadurch, daß die überschüssige Energie über geeignete Kühlmittel, etwa Wasser oder Luft, abgeführt werden muß.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schweißstromregelung bzw. eine Regelung der Schweißleistung, wenn es um eine Laser-Schweißeinrichtung geht, in Abhängigkeit von der Fertigungsgeschwindigkeit herbeizuführen, die ein problemloses Verschweißen beliebiger Metalle und Metallbänder unterschiedlicher Banddicken bei einer optimalen Schweißstromform gewährleistet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß zu einem einstellbaren Festspannungswert ein geschwindigkeitsabhängiger Spannungswert addiert wird. Die Einstellung eines Festspannungswertes, etwa in Abhängigkeit von der gewählten Banddicke, bewirkt eine Nullpunktverschiebung im Strom-Geschwindigkeitsdiagramm, während die Addition des geschwindigkeitsabhängigen Spannungswertes zu der im jeweiligen Nullpunkt beginnenden Schweißstrom- bzw. Schweißbelastungskennlinie führt. Diese Maßnahme ermöglicht die Wahl beliebiger Strom- oder Leistungswerte in Abhängigkeit von der Schweißgeschwindigkeit, die Anpassung an beliebige Schweißbedingungen ist möglich.
  • Zur Durchführung der Erfindung hat sich für den Fall einer Gleichstrom-Lichtbogenschweißeinrichtung eine Schaltungsanordnung als zweckmäßig erwiesen, bei der die Schweißelektroden aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied sowie Gleichrichterelemente gespeist werden sowie das Stellglied von einem geschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator beeinflußt wird, der einem Regler zugeschaltet ist. Wesentlich hierbei ist, daß in Weiterführung der Erfindung in Reihe mit dem Tachogenerator eine einstellbare Festspannungsquelle geschaltet ist. Der Tachogenerator liefert dabei die geschwindigkeitsabhängige Spannung von z. B. 0-20 V, während die einstellbare Festspannungsquelle, etwa ein beliebiger Stufenschalter, einen Basis-Spannungswert von 0-10 V zur Verfügung stellt.
  • Die in einer entsprechenden Schaltung addierten Spannungswerte werden dann dem einen Eingang eines Schweißstromreglers zugeführt, während am anderen Eingang vom Stromwandler herkommend der Schweißstrom-Istwert eingegeben wird. Ein Soll-Istwert-Vergleich im Schweißstromregler führt dann am Ausgang zum benötigten Schweißstrom.
  • Eine andere vorteilhafte Möglichkeit ist in Durchführung der Erfindung die, daß die Schweißelektroden aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied sowie Gleichrichterelemente gespeist werden, wobei das Stellglied von einem schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator beeinflußt wird, der einem Regler zugeschaltet ist. Hierbei sind in Durchführung der Erfindung der Tachogenerator und eine Festspannungsquelle mit ihren Ausgängen getrennt mit den Eingängen eines Summierverstärkers verbunden, dessen Ausgang auf einen Eingang des Schweißstromreglers einwirkt, während ein weiterer Eingang dieses Reglers mit dem Gleichstromwandler verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist eine unmittelbare gegenseitige Beeinflussung bei der Addition der beiden Spannungswerte ausgeschlossen, es sind klare elektrische Verhältnisse geschaffen. Die Ausgangsspannung des Summierverstärkers wird dann, wie oben bereits erwähnt, auch hier dem einen Eingang eines Schweißstromreglers zugeführt, während der andere Eingang dieses Reglers vom Stromwandler her mit dem Schweißstrom-Istwert gespeist wird.
  • Eine weitere Verbesserung der Schweißstromregelung ist noch dadurch gesichert, daß zwischen dem Ausgang des Tachogenerators und dem Eingang des Summierverstärkers ein Spannungsteiler vorgesehen ist. Mit dessen Hilfe ist die Neigung der Schweißstromkennlinie einstellbar.
  • Handelt es sich abweichend von den erwähnten Gleichstrom-Lichtbogenschweißeinrichtungen um Laserschweißeinrichtungen z. B. in Form eines CO₂-Lasers, dann wird man die addierten Spannungswerte einem entsprechenden Regler des Lasers zuführen bzw. den Ausgang des Summierverstärkers auf den Eingang des Laser-Reglers einwirken lassen.
  • Die Aufgabe der Erfindung, durch Verringerung der Welligkeit des Schweißstromes optimale Bedingungen für das Verschweißen zum Rohr geformter Metallbänder sicherzustellen, führt in Weiterbildung des Erfindungsgedankens bei einer Schweißstromregelung, bei der die Schweißelektroden aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied sowie Gleichrichterelemente gespeist werden und das Stellglied von einem schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator beeinflußt wird, der einem Regler zugeschaltet ist, zu der Maßnahme, daß das Stellglied eine Thyristorgleichrichteranordnung ist, die über eine nachgeschaltete, vom Regler angesteuerte Transistoreinheit gesteuert wird. Eine solche Anordnung führt zu einer Reduzierung der Verlustleistung in den Transistoren, so daß eine bisweilen oft recht aufwendige Kühlung dieser Schaltelemente entfällt. Gleichzeitig bedient man sich bei Anwendung der Erfindung aber des Vorteils kurzer Regelzeiten, die sich durch den Einsatz der Transistoren ergeben. Die Thyristorgleichrichteranordnung wird so gesteuert, daß der Spannungsabfall an den Transistoren sowie die dadurch bedingte Verlustleitung auf einem Minimum gehalten wird.
  • In Durchführung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn im Rückführungskreis von der Transistoreinheit zur Thyristorgleichrichteranordnung ein zusätzlicher Regelverstärker vorgesehen ist. Damit ist eine problemlose Steuerung der Thyristorgleichrichter möglich, das gilt auch für hohe Fertigungsgeschwindigkeiten.
  • Um durch Verringerung der Welligkeit des Schweißstromes optimale Bedingungen für das Verschweißen zum Rohr geformter Metallbänder sicherzustellen, kann man in Weiterbildung des Erfindungsgedankens als Stellglied höherpulsige Gleichrichteranordnungen verwenden, beispielsweise kann man auf eine zwöfpulsige Gleichrichtereinheit zurückgreifen.
  • Die Erfindung sei anhand der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist mit 1 die Speisespannungsquelle bezeichnet, bei welcher es sich beispielsweise um das 50 Hz-Wechselstromnetz handeln kann. An die Spannungsquelle 1 ist der Transformator 2 angeschlossen, der sekundärseitig mit dem Thyristor 3 verbunden ist. Zwischen den mit (+) und (-) bezeichneten Elektroden 4 der nicht dargestellten Schweißeinrichtung und dem Thyristor 3 ist ein Gleichstromwandler 5 angeschlossen, an welchem sekundärseitig eine dem Istwert des Schweißstromes entsprechende Spannung abgegriffen werden kann. Der Regler 6 erhält seine Energieversorgung über ein nicht dargestelltes Netzteil.
  • Die Thyristorgleichrichteranordnung 3 wird bekanntlich bei jedem Nulldurchgang der Spannung wieder stromundurchlässig und muß dann jeweils wieder gezündet werden. Diese Zündung erfolgt durch den Regler 6, der den Zeitpunkt der Zündung des Thyristors 3 je nach den Gegebenheiten früher oder später legt, so daß entsprechend mehr oder weniger Strom an die Schweißelektroden 4 gelangt. Diese Steuerung der Thyristoreinheit 3 durch den Regler 6 erfolgt nun aber nicht unmittelbar, sondern, wie dargestellt, über die Transistoreinheit 7, die der Thyristorgleichrichteranordnung 3 nachgeschaltet ist, aber eine Rückführung 8 zu dieser besitzt, mit deren Hilfe über einen Regelverstärker 9 die Thyristoranordnung 3 so angesteuert wird, daß der Spannungsabfall an den Transistoren 7 und damit deren Verlustleistung auf ein Minimum gehalten werden kann. Durch den Einsatz der Transistoreinheit 7 dagegen ist die Regelbarkeit weiter verbessert sowie eine wesentliche Verringerung der Welligkeit des Schweißstromes auch bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten erreicht. Eine weitere Verbesserung kann noch dadurch erreicht werden, daß, wie aus der Fig 1 ersichtlich, zwischen der Thyristorgleichrichteranordnung 3 und der nachgeschalteten Transistoreinheit 7 ein Siebglied 10 angeordnet ist.
  • Wie bereits ausgeführt, kann es für die Erfindung bisweilen vorteilhaft sein, wenn der Regler 6 mit einer Spannung beaufschlagt wird, die sich aus einem einstellbaren Festspannungswert und einem geschwindigkeitsabhängigen Spannungswert zusammensetzt. Um dies zu erreichen, ist eine Additonsschaltung aus dem Tachogenerator 11 sowie einer über den Widerstand 12 einstellbaren Spannungsquelle 13 vorgesehen. Der aus den Schaltelementen 11 und 13 resultierende Spannungswert wird an den Regler 6 gegeben, der mit dem Gleichstromwandler 5 verbunden ist und von dort den Gleichstrom-Istwert erhält, der dann mit dem vom Tachogenerator 11 und der einstellbaren Spannungsquelle 13 gelieferten Spannungswert verglichen und zur Regelung herangezogen wird.
  • Abweichend von dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 eine Anordnung dargestellt, bei der die z. B. sechspulsige Thyristorgleichrichteranordnung 3 durch eine zwölfpulsige Anordnung 14 ersetzt ist. Dementsprechend ist auch der von der Speisespannungsquelle 15 gespeiste Transformator 16 mit einer zweiten Sekundärwicklung ausgestattet. Alle anderen Schaltelemente der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung entsprechen denen, wie sie in der Fig. 1 zur Durchführung der Erfindung verwendet worden sind.
  • Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist mit 21 die Speisespannungsquelle bezeichnet, bei welcher es sich beispielsweise um das 50 Hz-Wechselstromnetz handeln angeschlossen, der sekundärseitig mit dem Thyristor 23 verbunden ist. Zwischen den mit (+) und (-) bezeichneten Elektroden 24 der Schweißeinrichtung und dem Thyristor 23 ist ein Gleichstromwandler 25 angeschlossen, an welchem sekundärseitig eine dem Istwert des Schweißstromes entsprechende Spannung abgegriffen werden kann. Der Regler 26 erhält seine Energieversorgung über das Netzteil 27. Der Thyristor 23 wird, wie oben bereits erwähnt, bei jedem Nulldurchgang der Spannung wieder stromundurchlässig und muß dann jeweils wieder gezündet werden. Diese Zündung wird durch den Regler 26 vorgenommen, der nun den Zeitpunkt der Zündung des Thyristors 23 je nach den Gegebenheiten früher oder später legt, so daß entsprechend mehr oder weniger Strom an die Schweißelektroden 24 gelangt.
  • Wesentlich für die Erfindung ist nun, daß der Regler 26, an dessen Stelle auch der Eingang eines Lasers treten kann, mit einer Spannung beaufschlagt wird, die sich aus einem einstellbaren Festspannungswert und einem geschwindigkeitsabhängigen Spannungswert ergibt. Um das zu erreichen, ist eine Additionsschaltung aus dem Tachogenerator 28 und der einstellbaren Spannungsquelle 29 vorgesehen. Der aus 28 und 29 ermittelte Spannungswert wird an den Regler 26 gegeben, der mit dem Gleichstromwandler 25 verbunden ist und von dort den Schweißstrom-Istwert erhält, der dann mit dem vom Tachogenerator 28 und der einstellbaren Spannungsquelle 29 gelieferten Spannungswert verglichen und zur Regelung herangezogen wird. Der Gleichstromwandler 25 kann auch durch einen Nebenwiderstand (Shunt) mit nachgeschaltetem Trennverstärker gebildet werden.
  • Abweichend hiervon ist in der Fig. 4 eine Anordnung gewählt, bei der zur Addition der beiden Spannungswerte ein Summierverstärker 30 handelsüblicher Bauart verwendet wird. Der Ausgang eines Summierverstärkers ist mit dem wird. Der Ausgang eines Summierverstärkers ist mit dem einen Eingang des Reglers 26 verbunden bzw. mit dem Eingang z. B. eines regelbaren Hochfrequenzgenerators, der die Ausgangsleistung eines Schweißlasers steuert, während der andere Eingang an den Stromwandler 25 angeschlossen ist. Der für die Addition benötigte Festspannungswert wird von der einstellbaren Spannungsquelle 31 dem einen Eingang des Summierverstärkers 30 zugeführt, wobei die Einstellung des jeweiligen Spannungswertes durch den Spannungsteiler 32 vorgenommen wird. Der geschwindigkeitsabhängige Wert wird vom Tachogenerator 33 geliefert, wobei die Steilheit der geschwindigkeitsabhängigen Kennlinie durch den Stufenschalter 34 einstellbar ist.
  • Die Wirkungsweise der in den Fig. 3 und 4 beschriebenen Schaltungen zeigt die Fig. 5 in einem Diagramm. Über der Schweißgeschwindigkeit in m/min ist der Schweißstrom in A aufgetragen. Der dem Summierverstärker 30 zugeführte fest einstellbare Spannungswert führt zu einem bestimmten Basisstrom, eine Änderung dieses Spannungswertes führt, wie aus der Figur ersichtlich, zu einer Parallelverschiebung des Nullpunktes in Richtung der Stromachse bzw. zu einer entsprechenden Parallelverschiebung der Kurvenschar C. Wesentlich für die Erfindung ist ferner, daß durch den dem Tachogenerator 33 vorgeschalteten Stufenschalter 34 die Neigung der Kurvenschar 30 veränderbar ist, so daß je nach den Erfordernissen in Abhängigkeit von der Schweißgeschwindigkeit mit kleineren oder größeren Schweißstromstärken pro Zeiteinheit gefahren werden kann. Insbesondere die Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäßen Vorteile, die in gleicher Weise für Gleichstrom-Lichtbogenschweißeinrichtungen und Laser-Schweißeinrichtungen gelten und sich dadurch ergeben, daß die vom Tachogenerator 33 und der Festspannungsquelle 31 dem Summierverstärker zugeführten Spannungswerte einander nicht beeinflussen und daß ein gemeinsamer Nullpunkt vorhanden ist.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Regelung des Schweißstromes bzw. der Schweißleistung in Abhängigkeit von der Schweißgeschwindigkeit bei Schweißeinrichtungen zur kontinuierlichen Längsnahtverschweißung zum Rohr geformter Metallbänder, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem einstellbaren Festspannungswert ein geschwindigkeitsabhängiger Spannungswert addiert wird.
  2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens für eine Gleichstrom-Lichtbogenschweißeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schweißelektroden aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied sowie Gleichrichterelemente gespeist werden und das Stellglied von einem schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator beeinflußt wird, der einem Regler zugeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Tachogenerator eine einstellbare Festspannungsquelle geschaltet ist.
  3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens für eine Gleichstorm-Lichtbogenschweißeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schweißelektroden aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied sowie Gleichrichterelemente gespeist werden und das Stellglied von einem schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogeneraotr beeinflußt wird, der einem Regler zugeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tachogenerator und eine Festspannungsquelle mit ihren Ausgängen getrennt mit den Eingängen eines Summierverstärkers verbunden sind, dessen Ausgang auf den Regler einwirkt, wobei ein Ausgang dieses Reglers mit dem Gleichstromwandler verbunden ist.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Tachogenerators und dem Eingang des Summierverstärkers ein Spannungsteiler angeordnet ist.
  5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für eine Laser-Schweißeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleistung des Schweißlasers über einen Regler einstellbar ist, an dessen Eingang eine Reihenschaltung aus einem schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator und einer einstellbaren Festspannungsquelle geschaltet ist.
  6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für eine Laser-Schweißeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleistung des Schweißlasers über einen Regler einstellbar ist, an dessen Eingang der Ausgang eines Summierverstärkers liegt, dessen Eingänge jeweils getrennt mit den Ausgängen eines schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogenerators und einer Festspannungsquelle verbunden sind.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Tachogenerators und dem Eingang des Summierverstärkers ein Spannungsteiler angeordnet ist.
  8. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens für eine Gleichstrom-Lichtbogenschweißeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schweißelektroden aus einer Spannungsquelle über einen Transformator, ein den Schweißstrom einstellendes Stellglied sowie Gleichrichterelemente gespeist werden und das Stellglied von einem schweißgeschwindigkeitsabhängigen Tachogenerator beeinflußt wird, der einem Regler zugeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine Thyristorgleichrichteranordnung ist, die über eine nachgeschaltete, vom Regler angesteuerte Transistoreinheit gesteuert wird.
  9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Rückführungskreis von der Transistoreinheit zur Thyristorgleichrichteranordnung ein zusätzlicher Regelverstärker vorgesehen ist.
  10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied eine zwölfpulsige Gleichrichteranordnung vorgesehen ist.
  11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Thyristorgleichrichteranordnung und der nachgeschalteten Transistoreinheit ein Siebglied angeordnet ist.
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